미세먼지를 다량 배출하는 석탄화력발전을 대체할 발전수단으로 크게 주목 받고 있는 'LNG(액화천연가스)발전'이 최근 특허출원 건수도 급증하고 있는 것으로 나타나 뜨거운 관심을 반영하고 있다.

다만 석탄화력발전보다는 황산화물과 같은 대기오염물질과 미세먼지를 적게 배출하지만 LNG발전 역시 화석연료를 기반으로 하기 때문에 대기오염물질을 얼마나 더 확실하게 잡을 수 있는 기술이 개발되느냐 여부가 관건이 될 것으로 보인다.

5일 특허청(청장 박원주)에 따르면, LNG 발전의 핵심부품인 발전용 가스터빈 관련 특허는 최근 10년간(2009~2018년) 총 1,049건이 출원됐고, 특히 2009~2013년 연평균 60여 건 수준에서 2014~2018년 연평균 150여 건으로 크게 증가했다.

정부는 2017년부터 2030년에 이르는 향후 10여 년간 석탄과 원자력은 10% 내외로 그 비중이 감소하는데 비해, 신재생발전은 10% 이상 크게 증가하고, LNG발전도 2% 정도 지속 증가할 것으로 전망하고 있다.

실제로 산업통상자원부가 2017년 12월 발표한 제8차 전력수급계획의 2017년 ~ 2030년 발전량 비중 전망에 따르면, 석탄과 원자력발전은 45.4%와 30.3%에서 각각 36.1%, 23.9%로 감소하고, LNG와 신재생발전은 16.9%와 6.2%에서 각각 18.8%, 20.0%로 증가할 것으로 내다봤다.

신재생발전이 단기간에 전력수요를 모두 감당하기에는 현실적인 여러 어려움이 있다는 점을 감안하면, 석탄이나 원자력발전에 비해 환경과 안전성 측면에서 장점이 큰 LNG발전의 핵심부품인 발전용 가스터빈의 연구개발과 특허출원이 활발한 것은 매우 고무적인 현상이다.

전문가들에 따르면 발전용 가스터빈의 국내 기술력은 선진국 대비 30년 이상 벌어져 있었다. 

다행히 정부가 6년 전 발전용 가스터빈 국가 기술개발 사업에 착수, 최근 두산중공업이 가스터빈 국산화에 성공하는 등 현재는 기술격차가 6년 정도로 줄어들긴 했다. 그러나 아직도 갈 길은 멀다.

여기에 현재 국내에서 운용 중인 LNG발전의 주기기인 가스터빈 대부분이 전량 수입제품이라는 것도 반드시 넘어야 할 산이다.

실제로 국내 발전소에서 운영되고 있는 가스터빈은 총 149기로 모두 외산품이다. 가스터빈 구매비용 약 8조1천억원에 유지보수, 부대·기타비용 약 4조2천억원을 더하면 약 12조3천억원이라는 천문학적인 비용이 소요되고 있다.

때문에 사실 발전용 가스터빈의 국산 대체를 앞당기고 기술력 격차를 줄이는 것은 그야말로 사활이 걸린 문제다.

이번 특허청 자료에 따르면 다행히 최근 10년간 ㈜미츠비시와 ㈜두산중공업은 각각 292건과 237건을 출원해 전체의 50% 이상을 차지하고 있는데, 특히 ㈜두산중공업은 ㈜미츠비시와의 라이센스 계약이 만료된 2017년 전후 3년간 171건을 출원해 동 기간 113건인 미츠비시를 앞지르며 기술과 특허 경쟁력을 확보했다.

이 외에도 한국전력 관련 발전사들이 69건, 기계연구원 등 국책연구소가 66건을 출원했다.

참고로 가스터빈 세계시장 점유율(2015년 기준)은 제너럴 일렉트릭(GE) 40.0%, 지멘스(Siemens) 31.8%, 미츠비시 17.8%, 기타 10.4%인데, 세계 가스터빈 시장 점유율 1, 2위를 차지하고 있는 미국의 GE와 독일 지멘스는 각각 62건, 36건을 특허 출원했다.

기술별로는, 가스터빈 운전효율 향상의 핵심기술인 가스터빈 제어(351건)와 연소장치(228건), 냉각장치(155건) 관련 특허출원이 가장 많은 것으로 나타났고, 그 외에도 누설방지를 비롯한 안전관련 기술, 유지보수 기술 등 다양한 분야의 출원이 활발하다.

특허청 고준석 동력기술심사과장은 “2030년까지 LNG발전 비중을 18.8%까지 높이기로 한 정부 계획에 비추어 볼 때, 발전용 가스터빈 시장은 지속적으로 성장할 것으로 보인다”면서 “일본 화이트리스트 배제 품목이기도 한 가스터빈 분야의 우리 기업 지재권 확보 노력은 핵심부품 국산화의 든든한 버팀목이 될 것”이라고 강조했다.